Question

【题目】为探究大气CO2浓度上升及紫外线（UV）辐射强度增加对农业生产的影响，研究人员人工模拟一定量的UV辐射和加倍的CO2浓度处理番茄幼苗，直至果实成熟，测定了番茄株高及光合作用相关生理指标，结果见下表。请分析回答：

分组及实验处理		株高（cm）			叶绿素含量（）			光合速率（）
		15天	30天	45天	15天	30天	45天
A	对照（自然条件）	21.5	35.2	54.5	1.65	2.0	2.0	8.86
B	UV照射	21.1	31.6	48.3	1.5	1.8	1.8	6.52
C	CO2浓度倍增	21.9	38.3	61.2	1.95	2.4	2.45	14.28
D	UV照射和CO2浓度倍增	21.5	35.9	55.7	1.55	1.95	2.25	8.96

（1）光合作用中，CO2在________中与C5（RuBP）结合，在RuBP羧化酶的作用下生成C3，C3被______还原成(CH2O)。这样光能就转化为糖分子中的_________。

（2）据表分析，C组光合速率明显高于对照组，其原因一方面是由于__________，加快了暗反应的速率；另一方面是由于__________含量增加，使光反应速率也加快。D组光合速率与对照组相比_________，说明CO2浓度倍增对光合作用的影响可以_________UV辐射增强对光合作用的影响。

（3）研究发现，绿色植物中RuBP羧化酶（Rubisco）具有双重活性，如图所示：

据图分析可知，Rubisco还可以催化_______与C5反应，形成的________进入线粒体，并释放出_________，此过程称之为光呼吸。一般情况下，C5化合物1/3以上要消耗在光呼吸上，据此推测，CO2浓度倍增可以使光合产物增加的原因是_____________________________。

Answer 1

【答案】叶绿体基质 NADPH（或[H]）稳定化学能CO2浓度倍增叶绿素无显著差异降低（抵消）O2C2CO2高浓度CO2可减少Rubisco与O2结合，减少光呼吸

【解析】

分析表格中数据，AB对照：变量是否UV照射，经过UV照射后，株高变矮、叶绿素含量降低，光合作用强度下降；AC对照：变量是二氧化碳浓度高低，增大二氧化碳浓度下，株高长高，叶绿素含量增加，光合作用强度增强；BD对照：变量是二氧化碳浓度高低，增大二氧化碳浓度下，株高长高，叶绿素含量增加，光合作用强度增强；CD对照：变量是否UV照射，经过UV照射后，株高变矮、叶绿素含量降低，光合作用强度下降。

（1）光合作用中，CO2在叶绿体基质中与C5（RuBP）结合，形成的C3被NADPH（或[H]）还原成(CH2O)．这样光能就转化为糖分子中稳定的化学能。

（2）据表分析，C组光合速率明显高于对照组，其原因一方面是由于CO2浓度倍增，加快了暗反应的速率；另一方面是由于叶绿素含量增加，使光反应速率也加快。D组光合速率与对照相比无显著差异，说明CO2浓度倍增对光合作用的影响可以抵消UV辐射增强对光合作用的影响．说明CO2浓度倍增对光合作用的影响可以降低UV辐射增强对光合作用的影响。

（3）据图结分析可知，在叶绿体中，在RuBP羧化酶催化下C5与氧气的反应生成二碳化合物（C2）进入线粒体，进而被氧化为二氧化碳。一般情况下，光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上，据此推测，CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加，原因是高浓度CO2可减少光呼吸。